CN104561450A

CN104561450A - 一种含硼h型钢冶炼用合成渣及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN104561450A
Application number: CN201510015167.XA
Authority: CN
Inventors: 武玉利; 杜显彬; 韩蕾蕾; 赵圣功; 蒲红兵
Original assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-01-13
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2035-01-13
Also published as: CN104561450B

Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地，涉及一种含硼H型钢冶炼用合成渣及其制备方法与应用。本发明的含硼H型钢冶炼用合成渣，其组分按重量百分比包括：CaO：60％～70％，MgO：5％～10％，Al₂O₃：10％～15％，CaF₂：10％～15％，SiO₂≤5％，灰分+水分≤3％。本发明的有益效果是：应用于含硼H型钢钢水出钢过程中，与传统精炼渣相比，能更有效的去除钢水中的自由氧和非金属夹杂，同时提高并稳定硼的回收率。

Description

一种含硼H型钢冶炼用合成渣及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地，涉及一种含硼H型钢冶炼用合成渣及其制备方法与应用。

背景技术

钢水中加入微量的硼元素，能够显著提高钢的低温韧性和淬透性。在采用底吹氩气(非LF精炼)工艺前提下，由于脱氧工艺与生产节奏的制约，硼在钢中的回收率低且不稳定。为保证硼元素有较高且稳定的回收率，必须在钢的冶炼过程中采用更好的合成渣，脱去钢水中的自由氧，并更有效的去除钢水中的非金属夹杂。

中国专利文献CN102304605A公开了一种高碱度脱氧精炼渣，其特征在于CaO：65～85wt％，Al₂O₃：8～30wt％，Al：4～20wt％，SiO₂：0～8wt％，余量为杂质，其混匀压制成粒度为直径是10-50mm的占95％以上的块状，其主要作用是减少石灰加入量并提高铝的利用率。中国专利文献CN102453789A公开了一种冶炼合成渣及其生产方法，其特征在于CaO：61％，Al₂O₃：20％，SiO₂≤3％，Fe₂O₃≤1％，MgO≤1％，P≤0.03％，S≤0.01％，CaF₂≤2.5％，水分≤10％，其混匀制成粒度50mm的球，在1300～1500℃烧制3小时制成，其特征是该合成渣不吸水、不粉化，钢水的脱硫率达52％以上。以上合成渣去除钢水中的自由氧和夹杂物的能力不足，无法满足含硼H型钢生产的要求，另外上述合成渣也无法使硼的回收率保持稳定。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，研究出一种新型的专用合成渣，用于含硼H型钢冶炼生产过程中，既可以较好地去除钢水中的自由氧和夹杂物，同时又能提高并稳定硼的回收率。

本发明的含硼H型钢冶炼用合成渣，组分按重量百分比包括：CaO：60％～70％，MgO：5％～10％，Al₂O₃：10％～15％，CaF₂：10％～15％，SiO₂≤5％，灰分+水分≤3％。

根据本发明所述的含硼H型钢冶炼用合成渣，作为优选地，所述含硼H型钢冶炼用合成渣，组分按重量百分比包括：CaO：61.35％～66.45％，MgO：6.28％～8.36％，Al₂O₃：11.25％～13.58％，CaF₂：10.85％-13.65％，SiO₂≤3.98％，灰分+水分≤2.1％。

进一步优选地，所述含硼H型钢冶炼用合成渣，组分按重量百分比包括：CaO：62.9％，MgO：7.15％，Al₂O₃：11.76％，CaF₂：12.61％，SiO₂：2.87％，水分+灰分：1.84％。

本发明的含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量百分比取活性石灰55％～65％、轻烧白云石12％～20％、优质萤石10％～15％和铝矾土熟料10％～18％，混合均匀后破碎，制得合成渣粉；优选地，破碎至粒径小于0.08mm；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与碳粉球混合均匀制得混合原料，合成渣与碳粉球的重量百分比为40：1～45：1；其中，优选粒度3～5mm的碳粉球；

(3)将步骤(2)制得的混合原料压制成合成渣球；优选压制成直径3～5cm的合成渣球，可以选用压球机进行压制；

(4)将步骤(3)制得的合成渣球置入加热炉内，加热55～75分钟，制得蜂窝状含硼H型钢冶炼用合成渣；优选加热温度490～520℃。

根据本发明的含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，优选的，所述步骤(1)中，按重量百分比取活性石灰55％～65％、轻烧白云石12％～20％、优质萤石10％～15％和铝矾土熟料12％～18％。

根据本发明的含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，进一步优选的，所述步骤(1)中，按重量百分比取活性石灰56％、轻烧白云石17％、优质萤石13％和铝矾土熟料14％。

本发明还提供上述含硼H型钢冶炼用合成渣在含硼H型钢钢水冶炼中应用。

根据本发明优选的，上述含硼H型钢冶炼用合成渣的用量为每吨钢2～3kg，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1～2kg预融渣，预融渣成分为：CaO：55wt％～60wt％，Al₂O₃：42wt％～50wt％，SiO₂≤3wt％，TFe≤3wt％。

本发明设计了一种新的合成渣成分，采用了一种与传统精炼渣不同的制作工艺，在合适的加热温度和加热时间下，制作出一种适合含硼H型钢冶炼使用的专用合成渣。

本发明的有益效果是：应用于含硼H型钢钢水出钢过程中，与传统精炼渣相比，能更有效的去除钢水中的自由氧和非金属夹杂，同时提高并稳定硼的回收率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。

活性石灰：CaO＞90wt％，SiO₂≤4wt％，灰分+水分≤5wt％。

轻烧白云石：CaO：50wt％～60wt％，SiO₂≤5wt％，MgO：35wt％～45wt％，灰分+水分≤5wt％。

铝矾土熟料：简称高铝料，其成分为：Al₂O₃：78wt％～85wt％，SiO₂：1wt％～12wt％，CaO：1wt％～3wt％，MgO：1wt％～3wt％，灰分+水分≤4wt％，P+S≤1wt％。

优质萤石：CaF2＞95wt％，SiO₂≤4wt％，灰分+水分≤1wt％。

实施例1

含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括如下步骤：

(1)将活性石灰55重量份、轻烧白云石18重量份、优质萤石12重量份和铝矾土熟料15重量份混匀，然后破碎至粒径小于0.08mm，得合成渣粉；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与粒度3～5mm的碳粉球混合均匀，合成渣与碳粉球的重量百分比为42：1；

(3)将步骤(2)制得的混合原料在压球机中压制成3～5cm的合成渣球；

(4)将步骤(3)制得的合成渣球置入加热炉内，在500℃左右温度下保温1小时，制得蜂窝状含硼H型钢冶炼用合成渣。

经检测，制得的含硼H型钢冶炼用合成渣的组分如下，均为重量百分比：CaO：62.53％，MgO：7.57％，Al₂O₃：12.6％，SiO₂：2.95％，CaF₂：11.64％，灰分+水分＝1.86％，P+S＝0.85％。

实施例2

含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括如下步骤：

(1)将活性石灰56重量份、轻烧白云石17重量份、优质萤石13重量份和铝矾土熟料14重量份混匀，然后破碎至粒径小于0.08mm，得合成渣粉；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与粒度3～5mm的碳粉球混合均匀，合成渣与碳粉球的重量百分比为43：1；

经检测，制得的含硼H型钢冶炼用合成渣的组分如下，均为重量百分比：CaO：62.9％，MgO：7.15％，Al₂O₃：11.76％，SiO₂：2.87％，CaF₂：12.61％，灰分+水分＝1.84％，P+S＝0.84％。

实施例3

含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括如下步骤：

(1)将活性石灰59重量份、轻烧白云石14重量份、优质萤石11重量份和铝矾土熟料16重量份混匀，然后破碎至粒径小于0.08mm，得合成渣粉；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与粒度3～5mm的碳粉球混合均匀，合成渣与碳粉球的重量百分比为45：1；

经检测，制得的含硼H型钢冶炼用合成渣的组分如下，均为重量百分比：CaO：64.15％，MgO：6％，Al₂O₃：13.44％，SiO₂：2.99％，CaF₂：10.67％，灰分+水分＝1.87％，P+S＝0.86％。

实施例4

含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括如下步骤：

(1)将活性石灰62重量份、轻烧白云石14重量份、优质萤石11重量份和铝矾土熟料13重量份混匀，然后破碎至粒径小于0.08mm，得合成渣粉；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与粒度3～5mm的碳粉球混合均匀，合成渣与碳粉球的重量百分比为44：1；

经检测，制得的含硼H型钢冶炼用合成渣的组分如下，均为重量百分比：CaO：66.93％，MgO：5.92％，Al₂O₃：10.92％，SiO₂：2.81％，CaF₂：10.67％，灰分+水分＝1.87％，P+S＝0.86％。

实施例5

含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括如下步骤：

(1)将活性石灰64重量份、轻烧白云石13重量份、优质萤石11重量份和铝矾土熟料12重量份混匀，然后破碎至粒径小于0.08mm，得合成渣粉；

经检测，制得的含硼H型钢冶炼用合成渣的组分如下，均为重量百分比：CaO：68.25％，MgO：5.5％，Al₂O₃：10.08％，SiO₂：2.74％，CaF₂：10.67％，灰分+水分＝1.87％，P+S＝0.87％。

对比例1

传统精炼渣，具体成分如下，均为重量百分比：

CaO：51.82％，Al2O3：41.45％，MgO：2.54％，SiO2：1.41％，P+S＝0.12％，灰分+水分：2.66％。

对比例2

传统精炼渣，具体成分如下，均为重量百分比：

CaO：50.41％，Al2O3：40.32％，MgO：3.85％，SiO2：1.92％，P+S＝0.18％，灰分+水分＝3.32％。

对比例3

传统精炼渣，具体成分如下，均为重量百分比：

CaO：48.52％，Al2O3：42.65％，MgO：3.78％，SiO2：2.02％，P+S＝0.15％，灰分+水分＝2.88％。

含硼H型钢冶炼用合成渣性能试验

试验含硼H型钢钢水：

试验含硼H型钢钢水1，熔炼组分如下，均为重量百分比：

C:0.16％，Si:0.21％，Mn:0.69％，P:0.03％，S:0.023％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水2，熔炼组分如下，均为重量百分比：

C:0.15％，Si:0.22％，Mn:0.71％，P:0.028％，S:0.023％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水3，熔炼组分如下，均为重量百分比：

C:0.17％，Si:0.21％，Mn:0.7％，P:0.022％，S:0.026％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水4，熔炼组分如下，均为重量百分比：

C:0.16％，Si:0.22％，Mn:0.72％，P:0.03％，S:0.020％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水5，组分如下，均为重量百分比：

C:0.14％，Si:0.25％，Mn:0.74％，P:0.03％，S:0.019％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水6，组分如下，均为重量百分比：

C：0.15％，Si:0.19％，Mn:0.70％，P:0.026％，S:0.020％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水7，组分如下，均为重量百分比：

C：0.17％，Si:0.22％，Mn:0.73％，P:0.030％，S:0.019％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验含硼H型钢钢水8，组分如下，均为重量百分比：

C：0.18％，Si:0.25％，Mn:72％，P:0.036％，S:0.022％，B:0.0001％(残余)，余量均为Fe。

试验例1

将实施例1制得的含硼H型钢冶炼用合成渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水施用2.5kg于试验含硼H型钢钢水1中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.6kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.17％，Si:0.21％，Mn:0.7％，P:0.03％，S:0.022％，B:0.0018％，余量均为Fe，其中B的回收率为95.76％。

试验例2

将实施例2制得的含硼H型钢冶炼用合成渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水施用2.6kg于试验含硼H型钢钢水2中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.8kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.15％，Si:0.22％，Mn:0.71％，P:0.028％，S:0.021％，B:0.0018％，余量均为Fe，其中B的回收率为95.76％。

试验例3

将实施例3制得的含硼H型钢冶炼用合成渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水施用2.8kg于试验含硼H型钢钢水3中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.6kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.17％，Si:0.21％，Mn:0.7％，P:0.023％，S:0.023％，B:0.0017％，余量均为Fe，其中B的回收率为90.44％。

试验例4

将实施例4制得的含硼H型钢冶炼用合成渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水施用2.4kg于试验含硼H型钢钢水4中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.7kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.17％，Si:0.23％，Mn:0.72％，P:0.03％，S:0.019％，B:0.0017％，余量均为Fe，其中B的回收率为90.44％。

试验例5

将实施例5制得的含硼H型钢冶炼用合成渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水施用2.3kg于试验含硼H型钢钢水5中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.8kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.15％，Si:0.25％，Mn:0.74％，P:0.03％，S:0.018％，B:0.0017％，余量均为Fe，其中B的回收率为90.44％。

对比试验例1

将对比例1所述的传统精炼渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水2.5kg施用于试验含硼H型钢钢水6中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.6kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.16％，Si:0.2％，Mn:0.72％，P:0.026％，S:0.022％，B:0.0013％，余量均为Fe，其中B的回收率为69.16％。

对比试验例2

将对比例2所述的传统精炼渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水2.6kg施用于试验含硼H型钢钢水7中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.8kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.17％，Si:0.23％，Mn:0.74％，P:0.03％，S:0.02％，B:0.0011％，余量均为Fe，其中B的回收率为58.52％。

对比试验例3

将对比例1所述的传统精炼渣按照放钢前加入包底的方式每吨钢水2.8kg施用于试验含硼H型钢钢水8中，并在钢水出钢过程中随钢流加入每吨钢1.6kg预融渣，含硼H型钢钢水进入钢包底吹氩气位置，喂入硼铁线11m，钢水终点成分为，均为重量百分比：C：0.19％，Si:0.27％，Mn:0.73％，P:0.028％，S:0.023％，B:0.0009％，余量均为Fe，其中B的回收率为47.88％。

结果分析

结合上述试验例及对比试验例的数据可知，本发明所述的含硼H型钢冶炼用合成渣可以大幅提高硼的回收率，并使硼的回收率保持稳定。

当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种含硼H型钢冶炼用合成渣，其特征在于，所述合成渣组分按重量百分比包括：CaO：60％～70％，MgO：5％～10％，Al₂O₃：10％～15％，CaF₂：10％～15％，SiO₂≤5％，灰分+水分≤3％。

2.根据权利要求1所述的含硼H型钢冶炼用合成渣，其特征在于，所述含硼H型钢冶炼用合成渣，所述合成渣组分按重量百分比包括：CaO：61.35％～66.45％，MgO：6.28％～8.36％，Al₂O₃：11.25％～13.58％，CaF₂：10.85％～13.65％，SiO₂≤3.98％，灰分+水分≤2.1％。

3.根据权利要求1所述含硼H型钢冶炼用合成渣的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量百分比取活性石灰55％～65％、轻烧白云石12％～20％、优质萤石10％～15％和铝矾土熟料10％～18％，混合均匀后破碎，制得合成渣粉；

(2)将步骤(1)制得的合成渣粉与碳粉球混合均匀制得混合原料，其中，所述合成渣与碳粉球的重量百分比为40：1～45：1；

(3)将步骤(2)制得的混合原料压制成合成渣球；

(4)将步骤(3)制得的合成渣球置入加热炉内，加热55～75分钟，制得含硼H型钢冶炼用合成渣。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按重量百分比取活性石灰55％～65％、轻烧白云石12％～20％、优质萤石10％～15％和铝矾土熟料12％～18％。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中制得合成渣粉粒径小于等于0.08mm。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中碳粉球粒度为3～5mm。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中合成渣球直径为3～5cm。

8.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中加热温度为490～520℃。

9.权利要求1或2所述含硼H型钢冶炼用合成渣在含硼H型钢钢水冶炼中的应用。